Пример обработки опытных данных

Лабораторная работа № 1.

Испытание на растяжение образца из низкоуглеродистой стали

Цель испытания:

1. Получить диаграмму растяжения и исследовать процесс растяжения испытуемого образца вплоть до его разрушения.

2, Экспериментально подтвердить справедливость закона Гука при растяжении и определить значение модуля упругости Е.

3. Определить механические характеристики материала образца (предел пропорциональности σ_пр, предел упругости σ_упр., предел текучести σ_тек, временное сопротивление (предел прочности) σ_проч,, истинное напряжение в месте разрыва образца σ_{разр.ист},, условное напряжение в момент разрыва σ_{разр.усл..}, относительное остаточное удлинения ε и относительного остаточного сужения площади поперечного сечения Ψ (в процентах).

4. Определить марку стали, пользуясь справочной таблицей.

Машины и материалы:

Испытательная разрывная машина ГМС - 50, тензометр, штангенциркуль, образец из низкоуглеродистой стали.

Схема ГМС-50:

1 - рабочий цилиндр, 2- поршень, 3- тяги, связанные с верхним захватом образца 4, 5- неподвижная станина, соединенная с нижним захватом образца. 6 - измерительный цилиндр, 7- маятник, 9 стрелочный механизм, ПК,дисплей.

Схемы образца:

До разрыва:

После разрыва:

Схема крепления рычажного тензометра на образце:

Таблица наблюдений:

Размеры образца	"До разрыва"	"После"			Разность, ∆ "До" - "После"
		вдали от шейки	в шейке		вдали от шейки		в шейке
Расчетная длина, см	l =	lк =			∆ l =
Диаметр, см	d =	d1=		dш=
Площадь поперечного сечения, см2	А =			Аш =

Результаты испытания:

Данные размеров образца до опыта и после опыта заносим в базу данных Программы испытания образцов. По полученным с помощью ПЭВМ диаграмме растяжения образца - зависимости F-∆ l (Рис.1) и диаграмме напряжений (σ - ε ) ( (Рис.2) определяем механические и пластические характеристики материала.

1. предел пропорциональности σ_пц = F_пц /A=

2. предел упругости σ_у = F_y /A=

3. предел пропорциональности при повторной

нагрузке (наклеп) σ_y" = F_пцА" /A=

4. предел текучести σ_т = F_т /A=

5. предел прочности (временное сопротивление) σ_проч = F_проч /A=

6. истинное напряжение в момент разрыва

(A_ш – площадь поперечного сечения шейки) σ_{разр.ист} = F_pазр /A_ш=

7. условное напряжение в момент разрыва

(не учитывается диаметр шейки!!!) σ_{разр.усл} = F_pазр /A=

8. абсолютное остаточное удлинение образца Δl = l_кон - l_нач =

9. относительное остаточное удлинение образца ε = 100Δl / l %

10. абсолютное остаточное сужение площади

поперечного сечения ΔА = А – А_ш=

11. относительное остаточное сужение площади

поперечного сечения Ψ = 100ΔА /А %

Определение модуля упругости материала Е - модуля Юнга:

S - база тензометра равна 2см.

Цена деления тензометра:

1 деление = 10^-3 мм

Нагрузка F, кг	Приращение нагрузки,ΔF, кг	Приращение длины ,ΔS, дел	ΔS, см
2000	0
4000	2000
6000	2000
8000	2000

Среднее упругое удлинение образца при нагрузке ΔF:

ΔS_ср = ............ (см)

Модуль упругости

Е = σ / ε = = ............. (кг/см², МПа)

Сравнивая полученные механические характеристики образца с табличными данными в учебнике и в Таблице 1, определяем марку стали образца:

Материал образца - .......

Материал	Характеристика
	Е, ГПа	, МПа	в, МПа	, %	, %
Сталь Ст.3	200	240/240	450/-	26	50
Сталь 15	200	210/210	350/-	28	55
Сталь 45	200	340/340	610/-	24	45
Сталь ЗОХГСА	200	950/950	1200/-	13	50
Чугун СЧ15-32	150	-	150/640	0,6	-
Медь прутковая	110	250/250	320/-	15	45
Дюралюмин Д16	75	240/240	420/-	18	-
Дельта-древесина	20	-	250/160	-	-
Текстолит	30	75/115	127/168	1,5	-

Примечание. В знаменателе указана соответствующая характеристика при сжатии.